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link管理  ›  Android应用内多进程 | 老司机种菜
aidl activity android线程 进程间通信
http://vegetable.wodekouwei.com/2018/08/05/tips-android-process/
开朗的啄木鸟
2 月前

正常情况下，一个apk启动后只会运行在一个进程中，其进程名为AndroidManifest.xml文件中指定的应用包名，所有的基本组件都会在这个进程中运行。但是如果需要将某些组件（如Service、Activity等）运行在单独的进程中，就需要用到android:process属性了。我们可以为android的基础组件指定process属性来指定它们运行在指定进程中。

默认情况下，同一应用的所有组件均在相同的进程中运行，且大多数应用都不会改变这一点。 但是，如果您发现需要控制某个组件所属的进程，则可在清单文件中执行此操作。

各类组件元素的清单文件条目— <activity>、<service>、<receiver> 和 <provider> —均支持 android:process 属性，此属性可以指定该组件应在哪个进程运行。您可以设置此属性，使每个组件均在各自的进程中运行，或者使一些组件共享一个进程，而其他组件则不共享。 此外，您还可以设置 android:process，使不同应用的组件在相同的进程中运行，但前提是这些应用共享相同的 Linux 用户 ID 并使用相同的证书进行签署。

此外， <application> 元素还支持 android:process 属性，以设置适用于所有组件的默认值。

如果内存不足，而其他为用户提供更紧急服务的进程又需要内存时，Android 可能会决定在某一时刻关闭某一进程。在被终止进程中运行的应用组件也会随之销毁。 当这些组件需要再次运行时，系统将为它们重启进程。

决定终止哪个进程时，Android 系统将权衡它们对用户的相对重要程度。例如，相对于托管可见 Activity 的进程而言，它更有可能关闭托管屏幕上不再可见的 Activity 的进程。 因此，是否终止某个进程的决定取决于该进程中所运行组件的状态。 下面，我们介绍决定终止进程所用的规则。

进程生命周期

Android 系统将尽量长时间地保持应用进程，但为了新建进程或运行更重要的进程，最终需要移除旧进程来回收内存。 为了确定保留或终止哪些进程，系统会根据进程中正在运行的组件以及这些组件的状态，将每个进程放入“重要性层次结构”中。 必要时，系统会首先消除重要性最低的进程，然后是重要性略逊的进程，依此类推，以回收系统资源。

重要性层次结构一共有 5 级。以下列表按照重要程度列出了各类进程（第一个进程最重要，将是最后一个被终止的进程）：

前台进程

用户当前操作所必需的进程。如果一个进程满足以下任一条件，即视为前台进程：

  • 托管用户正在交互的 Activity（已调用 Activity 的 onResume() 方法）
  • 托管某个 Service，后者绑定到用户正在交互的 Activity
  • 托管正在“前台”运行的 Service（服务已调用 startForeground()）
  • 托管正执行一个生命周期回调的 Service（onCreate()、onStart() 或 onDestroy()）
  • 托管正执行其 onReceive() 方法的 BroadcastReceiver 通常，在任意给定时间前台进程都为数不多。只有在内存不足以支持它们同时继续运行这一万不得已的情况下，系统才会终止它们。 此时，设备往往已达到内存分页状态，因此需要终止一些前台进程来确保用户界面正常响应。
    • 可见进程

    没有任何前台组件、但仍会影响用户在屏幕上所见内容的进程。 如果一个进程满足以下任一条件，即视为可见进程：

  • 托管不在前台、但仍对用户可见的 Activity（已调用其 onPause() 方法）。例如，如果前台 Activity 启动了一个对话框，允许在其后显示上一 Activity，则有可能会发生这种情况。
  • 托管绑定到可见（或前台）Activity 的 Service。 可见进程被视为是极其重要的进程，除非为了维持所有前台进程同时运行而必须终止，否则系统不会终止这些进程。
    • 服务进程

    正在运行已使用 startService() 方法启动的服务且不属于上述两个更高类别进程的进程。尽管服务进程与用户所见内容没有直接关联，但是它们通常在执行一些用户关心的操作（例如，在后台播放音乐或从网络下载数据）。因此，除非内存不足以维持所有前台进程和可见进程同时运行，否则系统会让服务进程保持运行状态。

    后台进程

    包含目前对用户不可见的 Activity 的进程（已调用 Activity 的 onStop() 方法）。这些进程对用户体验没有直接影响，系统可能随时终止它们，以回收内存供前台进程、可见进程或服务进程使用。 通常会有很多后台进程在运行，因此它们会保存在 LRU （最近最少使用）列表中，以确保包含用户最近查看的 Activity 的进程最后一个被终止。如果某个 Activity 正确实现了生命周期方法，并保存了其当前状态，则终止其进程不会对用户体验产生明显影响，因为当用户导航回该 Activity 时，Activity 会恢复其所有可见状态。 有关保存和恢复状态的信息，请参阅 Activity文档。

    空进程

    不含任何活动应用组件的进程。保留这种进程的的唯一目的是用作缓存，以缩短下次在其中运行组件所需的启动时间。 为使总体系统资源在进程缓存和底层内核缓存之间保持平衡，系统往往会终止这些进程。

    根据进程中当前活动组件的重要程度，Android 会将进程评定为它可能达到的最高级别。例如，如果某进程托管着服务和可见 Activity，则会将此进程评定为可见进程，而不是服务进程。

    此外，一个进程的级别可能会因其他进程对它的依赖而有所提高，即服务于另一进程的进程其级别永远不会低于其所服务的进程。 例如，如果进程 A 中的内容提供程序为进程 B 中的客户端提供服务，或者如果进程 A 中的服务绑定到进程 B 中的组件，则进程 A 始终被视为至少与进程 B 同样重要。

    由于运行服务的进程其级别高于托管后台 Activity 的进程，因此启动长时间运行操作的 Activity 最好为该操作启动服务，而不是简单地创建工作线程，当操作有可能比 Activity 更加持久时尤要如此。例如，正在将图片上传到网站的 Activity 应该启动服务来执行上传，这样一来，即使用户退出 Activity，仍可在后台继续执行上传操作。使用服务可以保证，无论 Activity 发生什么情况，该操作至少具备“服务进程”优先级。 同理，广播接收器也应使用服务，而不是简单地将耗时冗长的操作放入线程中。

    线程安全方法

    在某些情况下，您实现的方法可能会从多个线程调用，因此编写这些方法时必须确保其满足线程安全的要求。

    这一点主要适用于可以远程调用的方法，如绑定服务中的方法。 如果对 IBinder 中所实现方法的调用源自运行 IBinder 的同一进程，则该方法在调用方的线程中执行。但是，如果调用源自其他进程，则该方法将在从线程池选择的某个线程中执行（而不是在进程的 UI 线程中执行），线程池由系统在与 IBinder 相同的进程中维护 。 例如，即使服务的 onBind() 方法将从服务进程的 UI 线程调用，在 onBind() 返回的对象中实现的方法（例如，实现 RPC 方法的子类）仍会从线程池中的线程调用。 由于一个服务可以有多个客户端，因此可能会有多个池线程在同一时间使用同一 IBinder 方法。因此，IBinder 方法必须实现为线程安全方法。

    同样，内容提供程序也可接收来自其他进程的数据请求。尽管 ContentResolver 和 ContentProvider 类隐藏了如何管理进程间通信的细节，但响应这些请求的 ContentProvider 方法（query()、insert()、delete()、update() 和 getType() 方法）将从内容提供程序所在进程的线程池中调用，而不是从进程的 UI 线程调用。 由于这些方法可能会同时从任意数量的线程调用，因此它们也必须实现为线程安全方法。

    多进程好处

    一般来说，Android应用多进程有三个好处。

  • 我们知道Android系统对每个应用进程的内存占用是有限制的，而且占用内存越大的进程，通常被系统杀死的可能性越大。让一个组件运行在单独的进程中，可以减少主进程所占用的内存，降低被系统杀死的概率.
  • 如果子进程因为某种原因崩溃了，不会直接导致主程序的崩溃，可以降低我们程序的崩溃率。
  • 即使主进程退出了，我们的子进程仍然可以继续工作，假设子进程是推送服务，在主进程退出的情况下，仍然能够保证用户可以收到推送消息。

    • 在Android中，虚拟机分配给各个进程的运行内存是有限制值的（这个值可以是32M，48M，64M等，根据机型而定），试想一下，如果在app中，增加了一个很常用的图片选择模块用于上传图片或者头像，加载大量Bitmap会使app的内存占用迅速增加，如果你还把查看过的图片缓存在了内存中，那么OOM的风险将会大大增加，如果此时还需要使用WebView加载一波网页，我就问你怕不怕！

    陷阱

    我们已经开启了应用内多进程，那么，开启多进程是不是只是我们看到的这么简单呢？其实这里面会有一些陷阱，稍微不注意就会陷入其中。我们首先要明确的一点是进程间的内存空间时不可见的。从而，开启多进程后，我们需要面临这样几个问题：

  • 所有运行在不同的进程中的四大组件,只要它们之间需要通过内存来共享数据,都会共享失败
  • Application的多次重建。
  • 线程同步机制完全失效(不同的进程的锁都不是同一个对象)
  • 静态成员和单例模式完全失效(不同进程的内存区域都不一样了)
  • SharedPreferce的可靠性下降(SharedPreference底层是读写xml文件实现的,系统对它的读写有一定的缓存策略,在内存中会有一份SharedPreferce文件的缓存,所以多个进程并发写操作可能导致数据丢失)
  • 断点调试问题。

    • 多进程情况下会出现两个进程在同一时刻访问同一个数据库文件的情况。这就可能造成资源的竞争访问，导致诸如数据库损坏、数据丢失等。在多线程的情况下我们有锁机制控制资源的共享，但是在多进程中比较难，虽然有文件锁、排队等机制，但是在Android里很难实现。解决办法就是多进程的时候不并发访问同一个文件，比如子进程涉及到操作数据库，就可以考虑调用主进程进行数据库的操作。

    调试就是跟踪程序运行过程中的堆栈信息，由于每个进程都有自己独立的内存空间和各自的堆栈，无法实现在不同的进程间调试。不过可以通过下面的方式实现：调试时去掉AndroidManifest.xml中android:process标签，这样保证调试状态下是在同一进程中，堆栈信息是连贯的。待调试完成后，再将标签复原。

    process属性的设置有两种形式

    第一种形式如 android:process=”:remote”，以冒号开头，冒号后面的字符串原则上是可以随意指定的。如果我们的包名为“com.example.processtest”，则实际的进程名为“com.example.processtest:remote”。这种设置形式表示该进程为当前应用的私有进程，其他应用的组件不可以和它跑在同一个进程中。

    第二种情况如 android:process=”com.example.processtest.remote”，以小写字母开头，表示运行在一个以这个名字命名的全局进程中，其他应用通过设置相同的ShareUID可以和它跑在同一个进程。

    线程与进程区别

    进程是系统进行资源分配和调度的一个独立单位。 线程是进程的一个实体，是CPU调度和分配的基本单位，是比进程更小的能独立运行的基本单位，线程本身不拥有系统资源（除了必不可少的资源如程序计数器、寄存器、栈），但是它可与同属一个进程的其他的线程共享进程所拥有的全部资源。 主要差别在于是不同的操作系统资源管理方式。进程有独立的地址空间，一个进程崩溃后，在保护模式下不会对其他进程产生影响，而线程是一个进程中的不同执行路径。线程有自己的堆栈和局部变量，但线程之间没有单独的地址空间，一个线程死掉就等于整个进程死掉，所以多进程的程序要比多线程的健壮，但是多进程在切换时，资源耗费大，效率要差。

    查看当前手机中进程方式

    ps

    各列参数意义：

  • USER 进程当前用户；
  • PID Process ID，进程ID；
  • PPID Process Parent ID，进程的父进程ID；
  • VSIZE Virtual Size，进程的虚拟内存大小；
  • RSS Resident Set Size，实际驻留”在内存中”的内存大小；
  • WCHAN 休眠进程在内核中的地址；
  • PC Program Counter；
  • NAME 进程名；

    • **有些手机需要ps -A”

    oom_adj

    Android 中对于内存的回收，主要依靠 Lowmemorykiller 来完成，是一种根据 OOM_ADJ 阈值级别触发相应力度的内存回收的机制。 关于OOM_ADJ的说明如下:

    其中红色部分代表比较容易被杀死的 Android 进程（OOM_ADJ>=4）,绿色部分表示不容易被杀死的 Android 进程，其他表示非 Android 进程（纯 Linux 进程）。在 Lowmemorykiller 回收内存时会根据进程的级别优先杀死 OOM_ADJ 比较大的进程，对于优先级相同的进程则进一步受到进程所占内存和进程存活时间的影响。

    Android 手机中进程被杀死可能有如下情况： |进程杀死场景|调用接口|可能影响范围| |—|—|—| |触发系统进程管理机制|Lowmemorykiller|从进程importance值由大到小依次杀死,释放内存| |被第三方应用杀死(无Root)|killBackgoundProcess|只能杀死OOM_ADJ为4以上的进程| |被第三方应用杀死(有Root)|force-stop或者kill|理论上可以杀死所有进程,一般只杀非系统关键进程和非前台和可见进程| |厂商杀进程功能|fource-stop或者kill|理论上可以杀所有进程,包括Native进程| |用户主动”强行停止”进程|force-stop|只能停用第三方和非system/phone进程应用(停用system进程应用会造成Android重启)|

    通过 cat /proc/进程id/oom_adj 可以看到当前进程的adj指，比如输入 cat /proc/32366/oom_adj ,adj值具体决定了系统在资源吃紧的情况下该杀掉哪些进程。 

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    ps | grep "beike"
    u0_a332   12952 3183  2072548 185728 SyS_epoll_ 0000000000 S com.lianjia.beike
    u0_a332   12972 3183  1792404 45848 SyS_epoll_ 0000000000 S com.lianjia.beike:coreservice
    u0_a332   13141 3183  1824480 61480 SyS_epoll_ 0000000000 S com.lianjia.beike:pushservice
    u0_a332   13225 3183  1787776 49968 SyS_epoll_ 0000000000 S com.lianjia.beike:remote
    nobleltechn:/ $ cat /proc/12952/oom_adj
    0
    nobleltechn:/ $ cat /proc/12972/oom_adj
    1
    nobleltechn:/ $ cat /proc/13141/oom_adj
    8
    nobleltechn:/ $ cat /proc/13225/oom_adj
    1

    而adj值则在ProcessList中定义： 

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    71
    		 
    final class ProcessList {
    // OOM adjustments for processes in various states:

    // Adjustment used in certain places where we don't know it yet.
    // (Generally this is something that is going to be cached, but we
    // don't know the exact value in the cached range to assign yet.)
    static final int UNKNOWN_ADJ = 16;

    // This is a process only hosting activities that are not visible,
    // so it can be killed without any disruption.
    static final int CACHED_APP_MAX_ADJ = 15;
    static final int CACHED_APP_MIN_ADJ = 9;

    // The B list of SERVICE_ADJ -- these are the old and decrepit
    // services that aren't as shiny and interesting as the ones in the A list.
    static final int SERVICE_B_ADJ = 8;

    // This is the process of the previous application that the user was in.
    // This process is kept above other things, because it is very common to
    // switch back to the previous app.  This is important both for recent
    // task switch (toggling between the two top recent apps) as well as normal
    // UI flow such as clicking on a URI in the e-mail app to view in the browser,
    // and then pressing back to return to e-mail.
    static final int PREVIOUS_APP_ADJ = 7;

    // This is a process holding the home application -- we want to try
    // avoiding killing it, even if it would normally be in the background,
    // because the user interacts with it so much.
    static final int HOME_APP_ADJ = 6;

    // This is a process holding an application service -- killing it will not
    // have much of an impact as far as the user is concerned.
    static final int SERVICE_ADJ = 5;

    // This is a process with a heavy-weight application.  It is in the
    // background, but we want to try to avoid killing it.  Value set in
    // system/rootdir/init.rc on startup.
    static final int HEAVY_WEIGHT_APP_ADJ = 4;

    // This is a process currently hosting a backup operation.  Killing it
    // is not entirely fatal but is generally a bad idea.
    static final int BACKUP_APP_ADJ = 3;

    // This is a process only hosting components that are perceptible to the
    // user, and we really want to avoid killing them, but they are not
    // immediately visible. An example is background music playback.
    static final int PERCEPTIBLE_APP_ADJ = 2;

    // This is a process only hosting activities that are visible to the
    // user, so we'd prefer they don't disappear.
    static final int VISIBLE_APP_ADJ = 1;

    // This is the process running the current foreground app.  We'd really
    // rather not kill it!
    static final int FOREGROUND_APP_ADJ = 0;

    // This is a process that the system or a persistent process has bound to,
    // and indicated it is important.
    static final int PERSISTENT_SERVICE_ADJ = -11;

    // This is a system persistent process, such as telephony.  Definitely
    // don't want to kill it, but doing so is not completely fatal.
    static final int PERSISTENT_PROC_ADJ = -12;

    // The system process runs at the default adjustment.
    static final int SYSTEM_ADJ = -16;

    // Special code for native processes that are not being managed by the system (so
    // don't have an oom adj assigned by the system).
    static final int NATIVE_ADJ = -17;
    }

    较于Importance等级而言adj值可以赋予我们更多的参考价值，从上述adj值的定义中我们可以看到，值越小优先级越高，比如native进程的adj值为－17，对于这个adj值的进程来说，系统根本不会动它一分一毫，实质上当进程的adj值去到2时系统就很少会因为其它原因而去杀死它，这些在研究进程保活中都非常重要。

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